基于plc的四層電梯控制畢業(yè)設計

1、<p>　　唐山工業(yè)職業(yè)技術學院</p><p>　　畢業(yè)設計（論文、創(chuàng)作）說明書</p><p>　　題目 基于PLC的四層電梯控制</p><p>　　系別 自動化工程系 班級 10機電11班 </p><p>　　姓名 李明山 學號 108993204 </p><p>　　指導

2、教師 高松 </p><p>　　2013 年 3 月 17 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><

3、;b>　　1 前 言3</b></p><p><b>　　2 電梯概述3</b></p><p>　　2.1電梯的起源與發(fā)展3</p><p>　　2.2國外電梯的情況3</p><p>　　2.3國內電梯的情況4</p><p>　　2.6 電梯技術發(fā)展趨勢6&

4、lt;/p><p>　　第3章  PLC的發(fā)展6</p><p>　　3.1 PLC的定義6</p><p>　　3.2 PLC的發(fā)展階段8</p><p>　　3.3 PLC發(fā)展趨勢8</p><p>　　3.4 PLC的基本組成9</p><p>　　第4章  電梯

5、模型PLC控制系統(tǒng)設計13</p><p>　　4.1電梯的類型13</p><p>　　4.2電梯示意圖14</p><p>　　4.3電梯的控制要求14</p><p>　　4.4 PLC控制系統(tǒng)的設計分析15</p><p>　　4.5電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計15</p><p&

6、gt;　　4.6 PLC的選擇16</p><p>　　4.10系統(tǒng)的調試與操作21</p><p><b>　　結 束 語21</b></p><p><b>　　致    謝22</b></p><p><b>　　參考文獻22</b>

7、;</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國經濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣。而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關，隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術已經發(fā)展到了調頻調壓調速，其邏輯控制也由PLC代替

8、原來的繼電器控制。電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC)，功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后．控制系統(tǒng)進行下列運作：根據轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)。判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電

9、梯運行方向及樓層數(shù)。</p><p>　　關鍵詞：電梯模型 程序設計 PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of the economy, microelectronic technology, computer technology and th

10、e automatic theory are developed rapidly, the AC variable frequency technology has been in a new state. Its application is becoming more and more widely. But the elevator as an important traffic in skyscraper，it also has

11、 developed quickly with the improving requirement of the people .Its dragging technology has developed from DC timing to AC variable frequency timing and its logic control- relay control al</p><p>　　Key Word

12、s： Elevator PLC   Programming model</p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行

13、的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。隨著科學技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯。可編程序控制器(PLC)是根據順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。目前電梯

14、的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現(xiàn)電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產規(guī)模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而P</p><p><b>　　2 電梯概

15、述</b></p><p>　　2.1電梯的起源與發(fā)展</p><p>　　電梯在漢語詞典中的解釋為：建筑物中用電作動力的升降機,代替步行上下的樓梯。</p><p>　　說到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系統(tǒng)說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了1203年，法國的二修道院安裝了一臺起重機，所不同者只是該機器是利用

16、驢作為動力，載荷由繞在一個大滾筒上的繩子進行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機，約在1800年，煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。</p><p>　　數(shù)百年來人們制造過各種類型的升降梯，它們都具有一個共同的缺陷：只要起吊繩突然斷裂，升降梯便急速地墜落到底層。1854年奧的斯設計了一種制動器：在升降梯的平臺頂部安裝一個貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側的導軌相連結，起吊繩與貨車彈簧連結

17、，這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈簧，避免與制動桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會將拉力減弱，兩端立該與制動桿咬合，即可將平臺牢固地原地固定免繼續(xù)下墜?！鞍踩纳堤荨卑l(fā)明成功了！一時間，奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺升降機并非奧的斯所發(fā)明，但他卻是第一臺“安全”升降梯的發(fā)明者?！鞍踩边@一概念不僅開創(chuàng)了升降梯工業(yè)，而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設計們打開了通途。</p><p>　　然而

18、真正能夠稱為電梯（用電能驅動升降梯）的產品應該是在20世紀初才出現(xiàn)的。</p><p>　　2.2國外電梯的情況</p><p>　　國外電梯行業(yè)發(fā)展迅猛，不僅在節(jié)能上做了很大的功夫，現(xiàn)在在智能化，遠程化，集成化，可視化也已有了先進的技術！例如：</p><p>　?。?）集垂直運輸與水平運輸?shù)膹秃线\輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直線電機驅動，在一個井道內設置多臺轎廂。轎廂在計

19、算機導航系統(tǒng)控制下，可以在軌道網絡內交換各自運行路線。該系統(tǒng)節(jié)省了井道占用的空間，解決了超高層建筑電梯鋼絲繩和電纜重量太大的問題，尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往空中大廳的穿梭直駛電梯。</p><p>　?。?）交流永磁同步無齒輪曳引機驅動的無機房電梯無機房電梯由于曳引機和控制柜置于井道中，省去了獨立機房，節(jié)約了建筑成本，增加了大樓的有效面積，提高了大樓建筑美學的設計自由度。而交流永磁同步無齒輪曳

20、引機的特點是：（A）結構簡單緊湊，體積小，重量輕，形狀可靈活多樣；（B）配以變頻控制可以實現(xiàn)更大限度的節(jié)能；（C）沒有齒輪，于是沒有齒輪振動和噪聲，齒輪效率，齒輪磨損及油潤滑問題，減少了維護工作，降低了油污染；（D）由于失電時旋轉的電機處于發(fā)電制動狀態(tài)，增加了曳引系統(tǒng)的安全可靠性。</p><p>　?。?）彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖像顯示電梯的樓層信息（如位置、運行方向

21、），還可以顯示實時的載荷、故障狀態(tài)等。通過控制中心的設置還可以顯示日期、時間、問候語、樓層指南、廣告等，甚至還可以與遠程計算機和尋呼系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)布天氣預報、新聞等。有的顯示器又增加了觸摸查詢功能。該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內面對面對視時的尷尬、無趣的局面，降低了乘客乘梯時心理等待焦慮感。</p><p>　　（4）電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號處理計算機獲得的電梯運行和故障信息通過公共電話網絡或專用網絡

22、（都需要使用調制解調器）傳輸?shù)竭h程的能夠提供可視界面的專業(yè)電梯服務中心的計算機，以便那里的服務人員掌握電梯運行情況，特別是故障情況。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計與預測等功能，還有的可實現(xiàn)遠程調試與操作，便于維修人員迅速進行維修應答和采取維修措施。這樣縮短了故障處理時間，簡化了人工故障檢查的勞動，保證了大樓電梯安全高效地運行。</p><p>　　2.3國內電梯的情況</p><p

23、>　　中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已經有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的產品質量和技術含量，我國政府提出的節(jié)約型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術的企業(yè)有機會發(fā)展，另外，國外用戶比以前更多地青睞中國產品也為中國電梯的崛起提供了機會。目前我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經達到了國際領先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。因此專家預計，節(jié)能電梯市場會

24、在“十一五”期間進入快速增長期。節(jié)能電梯從2001年開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場所，經過5年的發(fā)展，全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增長到近6萬臺。目前我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。由于房地產業(yè)、城市公共建設等產業(yè)發(fā)展迅速，預計未來10年，我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。房地產市場快速發(fā)展，對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家估計未來50年我國新增住房面積將達到200億平方米。目前國家規(guī)定

25、20米以上高樓就應安裝電梯，因此未來電梯最大的市場就是住宅市場。此外，機場、商場、地鐵等大型公共設施建設對自動扶梯、觀光電梯等電梯的</p><p>　　2.4 PLC的特點PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC與普通微機一樣，以通用或專用CPU作為字處理器，實現(xiàn)通道(字)的運算和數(shù)據存儲，另外還有位處理器(布爾處理器)，進行點(位)運算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、

26、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。(1)可靠性:對可維修的產品，可靠性包括產品的有效性和可維修性。A. PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。B. PLC采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提高。C. PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一

27、般不易發(fā)生操作的錯誤。D. PLC是為工業(yè)生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設計的硬件使可靠性大大提高。E.在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的</p><p>　　2.5 PLC控制電梯的優(yōu)點 (1)在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動

28、控制，可靠性大大提高。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。 (3)PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4)PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。 (6)更改控制方案時不需改動硬件接線。</p><p>　　2.6 電梯技術發(fā)展趨勢</p&

29、gt;<p>　?。?）環(huán)保：綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。有專家預言“誰最先推出綠色產品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權”。發(fā)展趨勢主要有：不斷改進產品的設計，生產環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩，鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無（少）環(huán)境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電回收技術。安裝電梯將無需安裝手腳架。電梯零件在生產和使

30、用過程中對環(huán)境沒有影響（如剎車皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。</p><p>　?。?）藍牙技術在電梯上應用。安裝過電梯的人都知道放線、對線是費時、費力、極容易錯的工作。如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過藍牙技術連接起來實現(xiàn)無線召喚將會是電梯控制的另一場革命同時為我們帶來巨大好處。A安裝期將減少30％以上，其直接好處是降低安裝成本，客戶也因從訂梯到使用電梯周期費用減少和提高現(xiàn)金周轉率。B在電梯上使用藍牙技術一定

31、會使電梯控制系統(tǒng)大量使用最新最快微機，這將會進一步提高電梯整機可靠性，故障率大大降低，控制精度也進一步提高，帶來的結果是電梯更加舒適，平層更加準確。C很好地解決了電梯控制與外圍設備的兼容和聯(lián)系。特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。</p><p>　　第3章  PLC的發(fā)展</p><p>　　3.1 PLC的定義</p><p&g

32、t;　　可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。</p><p>　　總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計

33、制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。</p><p><b>　　PLC的特點：</b></p><p>　　一、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能</p><p>　　

34、PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。</p><p>　　此外，PLC帶有硬件故障

35、自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　二、配套齊全，功能完善</p><p>　　適用性強PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代P

36、LC大多具有完善的數(shù)據運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　三、易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備</p><p>　　它接口容易，編程語言易于為

37、工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　四、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更

38、重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。</p><p>　　五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。</p><p>　　3.2 PLC的發(fā)展階段</p><p>　　雖然 PLC問世

39、時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展和數(shù)據通訊技術的不斷進步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段：</p><p>　　1、早期的PLC（60年代末—70年代中期）</p><p>　　早期的 PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。它在硬件上以準計

40、算機的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。</p>

41、;<p>　　2、中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）</p><p>　　在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以

42、外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據寄存器，使PLC得應用范圍得以擴大。</p><p>　　3、近期的PLC（80年代中、后期至今）</p><p>　　進入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。而且

43、，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化.</p><p>　　3.3 PLC發(fā)展趨勢</p><p>　　1．向高速度、大容量方向發(fā)展</p><p>　　為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的

44、掃描速度已成為很重要的一個性能指標。</p><p>　　2．向超大型、超小型兩個方向發(fā)展</p><p>　　當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。結構不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術、新結構、

45、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結構簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發(fā)展。</p><p>　　3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網通信能力</p><p>　　為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模

46、塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。電梯行業(yè)技術發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進性能、高舒適性的VV VF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳引機具有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經濟的特點，所以永磁同步曳引機逐步成為新型曳引機的主流:由于永磁技術的先進性，將來很有可能取代VVVF技術。另外，網絡控制和智能群控系統(tǒng).以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。</

47、p><p>　　4．增強外部故障的檢測與處理能力</p><p>　　根據統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步

48、提高系統(tǒng)的可靠性。安裝更方便、更快捷高效、安全、可重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式;隨著新技術的開發(fā)、應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)?！踩?、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。</p><p><b>　　5．編程語言多樣化</b></p><p>

49、　　在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。</p><p>　　3.4 PLC的基本組成</p><p>　　可編程控制器的結構多

50、種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結構，其功能的實現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持，實際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計算機。</p><p>　　3.4.1PLC的硬件結構</p><p>　　微處理器（CPU）——控制器的核心</p><p>　　存儲器(RAM、ROM）</p><p>　　輸入、輸出

51、部件 （I/O部件）——連接現(xiàn)場設備與CPU之間的接口電路</p><p>　　電源部件——為PLC內部電路提供能源</p><p>　　整體結構的PLC——四部分裝在同一機殼內</p><p>　　模塊式結構的PLC——各部件獨立封裝，稱為模塊，通過機架和總線連接而成</p><p>　　I/O的能力可按用戶的需要進行擴展和組合（擴展機）&

52、lt;/p><p>　　另外，還必須有編程器——將用戶程序寫進規(guī)定的存儲器內</p><p>　　中央控制處理單元(CPU)</p><p>　　可編程控制器中常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機和雙極型位片式微處理器三種類型。</p><p>　　通用微處理器有8080、8086、80286、80386等；單片機有8031、8096等；位片

53、式微處理器的AM2900、AM2903等。FX2可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機。</p><p><b>　　存儲器</b></p><p>　　可編程控制器配有兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。</p><p>　　系統(tǒng)存儲器：存放系統(tǒng)管理程序，用只讀存儲器實現(xiàn)。</p><p>　　用戶存儲器：

54、存放用戶編制的控制程序，一般用RAM實現(xiàn)或固化到只讀存儲器中。</p><p><b>　　輸入輸出接口</b></p><p>　　作用：連接用戶輸入輸出設備和PLC控制器，將各輸入信號轉換成PLC標準電平供PLC處理，再將處理好的輸出信號轉換成用戶設備所要求的信號驅動外部負載。</p><p>　　對輸入輸出接口的要求：良好的抗干擾能力；對

55、各類輸入輸出信號（開關量、模擬量、直流量、交流量）的匹配能力。</p><p>　　PLC輸入輸出接口的類型：模擬量輸入輸出接口、開關量輸入輸出接口（直流、交流及交直流）。用戶應根據輸入輸出信號的類型選擇合適的輸入輸出接口。</p><p><b>　　開關量輸入接口電路</b></p><p>　　各種輸入接口均采取了抗干擾措施。如帶有光耦合

56、器隔離使PLC與外部輸入信號進行隔離；并設有RC濾波器，用以消除輸入觸點的抖動和外部噪聲干擾。</p><p>　　通常有三種類型：直流(12∽24)V輸入、交流(100∽120)V輸入與交流(200∽240)V輸入和交直流(12∽24)V輸入。直流輸入模塊的電源一般由機內24v電源提供，輸入信號接通時輸入電流一般小于10mA；交流輸入模塊的電源一般由用戶提供。</p><p>　　②開關

57、量輸出接口電路</p><p>　　有三種形式，即繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。開關量輸出端的負載電源一般由用戶提供，輸出電流一般不超過2A。</p><p>　　開關量輸出端的負載電源一般由用戶提供，輸出電流一般不超過2A。</p><p>　　輸出端子的兩種接法：</p><p><b>　　隔離式</b>&l

58、t;/p><p>　　輸出各自獨立，無公共點：各輸出端子各自形成獨立回路。</p><p><b>　　匯點式</b></p><p>　　全部輸入點（輸出點）共用一個公共點。或者將輸入點（輸出點）分成幾組，組內各點共用一個公共點。各組的公共點之間相互隔離。組內的各點必須使用同一電壓類型和同一電壓等級，各組可使用不同電壓類型和等級的負載。</

59、p><p><b>　　電源</b></p><p>　　PLC的供電電源一般是市電，也有用直流24V電源供電的。</p><p>　　外圍設備：編程器、打印機、演示板等</p><p>　　利用編程器可將用戶程序輸入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序、修改程序；利用編程器還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。</p>

60、<p><b>　　用戶輸入輸出設備:</b></p><p>　　用戶輸入器件有控制開關和檢測元件，即各種開關、按鈕、傳感器等；用戶輸出設備主要有接觸器、電磁閥、指示燈等。</p><p><b>　　PLC的軟件結構</b></p><p>　　在可編程控制器中，PLC的軟件分為兩大部分：</p&g

61、t;<p>　　1.系統(tǒng)監(jiān)控程序：用于控制可編程控制器本身的運行。主要由管理程序、用戶指令解釋程序和標準程序模塊，系統(tǒng)調用。</p><p>　　2.用戶程序：它是由可編程控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運行。</p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　?。ㄒ唬┗竟ぷ髂Ｊ剑篜LC有運行模式和停止模式

62、。</p><p>　　1. 運行模式：分為內部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段。</p><p><b>　　2. 停止模式</b></p><p>　　當處于停止工作模式時，PLC只進行內部處理和通信服務等內容。</p><p>　?。ǘ?PLC工作過程：</p><p>

63、;<b>　　內部處理階段：</b></p><p>　　在此階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器，以及完成一些其它內部工作。</p><p><b>　　(1)通信服務階段</b></p><p>　　在此階段，PLC與一些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容等，當PLC處于停狀態(tài)

64、時，只進行內容處理和通信操作等內容。</p><p><b>　　(2)輸入處理階段</b></p><p>　　輸入處理也叫輸入采樣。在此階段順序讀取所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將所讀取的信息存到輸入映象寄存器中，此時，輸入映像寄存器被刷新。</p><p><b>　　(3)程序處理階段</b></p>&

65、lt;p>　　按先上后下，先左后右的步序，對梯形圖程序進行逐句掃描并根據采樣到輸入映像寄存器中的結果進行邏輯運算，運算結果再存入有關映像寄存器中。但遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。</p><p><b>　　(4)輸出刷新階段</b></p><p>　　程序處理完畢后，將所有輸出映象寄存器中各點的狀態(tài)，轉存到輸出鎖存器中，再通過

66、輸出端驅動外部負載。</p><p>　　在運行模式下， PLC按上述五個階段進行周而復始的循環(huán)工作，稱為循環(huán)掃描工作方式。</p><p>　?。ㄈ㏄LC工作方式與特點：集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式</p><p>　　1．掃描周期：PLC 的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。 <

67、/p><p>　　PLC 運行正常時，掃描周期的長短與 CPU 的運算速度有關，與 I/O 點的情況有關，與用戶應用程序的長短及編程情況等均有關。通常用 PLC 執(zhí)行 1K 指令所需時間來說明其掃描速度 ( 一般 1~10ms/K) 。</p><p>　　2． 輸出滯后：指從PLC的外部輸入信號發(fā)生變化至它所控制的外部輸出信號發(fā)生變化的時間間隔。一般為幾十—100ms.</p>

68、<p>　　引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起的滯后。</p><p>　　3. 由于PLC是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內容也不會變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會改變。</p><p>　　4. 由于PLC是串行工作，所以PLC的運行結果與梯形圖程序的順序有關。</p><p&g

69、t;　　這與繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質的區(qū)別。避免了觸點的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。</p><p>　　第4章  電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　4.1電梯的類型</b></p><p><b>　　按使用性質分：</b></p><p><b>

70、;　　客梯；</b></p><p><b>　　貨梯；</b></p><p><b>　　消防電梯</b></p><p><b>　　按電梯行駛速度分：</b></p><p>　　高速電梯。速度大于2m/s。</p><p>　　中速

71、電梯。速度在2m/s之內。</p><p>　　低速電梯。運送食物電梯常用低速，速度在1.5m/s以內。</p><p>　　觀光電梯：觀光電梯是把豎向交通工具和登高流動觀景相結合的電梯。</p><p><b>　　4.2電梯示意圖</b></p><p>　　圖4.1  電梯示意圖</p>&

72、lt;p>　　4.3電梯的控制要求</p><p>　　當電梯停于某層時，有一高層呼叫時，電梯上升到呼叫層停止。</p><p>　　當電梯停于某層時，有一低層呼叫時，電梯下降到呼叫層停止。</p><p>　　當電梯停于某層時，有多高層呼叫時，電梯先上升到較低的呼叫層，停5秒后繼上升到高的呼叫層，響應完畢后停止。</p><p>　　

73、當電梯停于某層時，有多低層呼叫時，電梯先下降到較高的呼叫層，停3秒后繼續(xù)下降到低的呼叫層，響應完畢后停止。</p><p>　　當電梯處于上升或上降過程中，任何反向的呼叫均無效。</p><p>　　每層樓層之間的到達時間均應在10s之內完成，否則電梯停止。</p><p>　　4.4 PLC控制系統(tǒng)的設計分析</p><p>　　任何一種控

74、制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：</p><p>　　1.最大限度地滿足被控對象的控制要求</p><p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先

75、進的國內、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。</p><p>　　2.保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程

76、序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。</p><p>　　3.力求簡單、經濟、使用及維修方便</p><p>　　一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降

77、低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。 </p><p>　　4.5電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計</p><p>　　由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨

78、機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關上帶有指示燈)。為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速

79、系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應設置可靠的故障保護和相應的顯示。</p><p>　　根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構成的陣列。上行次優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時

80、，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構成的隊列?？刂葡到y(tǒng)在電梯運行中實時排列的四個優(yōu)先級陳列，為實現(xiàn)隨機邏輯控制提供了基礎。</p><p>　　當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號，如有，將相應的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數(shù)據送入比較寄存器，并將原

81、比較寄存器數(shù)據保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數(shù)據重新送入比較寄存器，以實現(xiàn)隨機邏輯控制。</p><p>　　4.6 PLC的選擇</p><p>　　電梯的電力驅動系統(tǒng)對電梯的起動加速、穩(wěn)速運行、制動減速起著決定性作用。驅動系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標。</p><p>　　所以我們的PLC

82、60;選用SYSMAC C20P系列，SYSMAC C20P系列 PLC 以其可靠性高、運算速度快、產品成本低和電梯專用客制化服務等優(yōu)點，PLC 的輸入輸出點數(shù)可根據需要配置，并可根據用戶的要求增加并聯(lián)功能。以編制一臺 4 層 4 站的電梯為例，先根據控制要求計算所需要的 I/O 接口點數(shù)，其中輸入點數(shù)為 32，輸出點數(shù)為 24

83、。選用SYSMAC C20P系列 PLC 的一個 CPU 單元 M40DR 和一個擴展單元 E16DR 來完成電梯控制系統(tǒng)的邏輯控制。</p><p>　　4.7 I/O分配表</p><p>　　I/O分配表如表4-1所示。</p><p><b>　　4.8 硬件接線圖&l

84、t;/b></p><p>　　硬件接線圖如圖4-2所示:</p><p>　　圖4.2  硬件接線圖</p><p>　　4.9 PLC部分程序梯形圖</p><p>　　PLC部序梯形圖如下圖4-3所示。</p><p>　　圖4.3  程序梯形圖</p><p>

85、;　　4.10系統(tǒng)的調試與操作</p><p>　　1）按下呼叫按鈕，電梯在檢測到門廳或轎箱的召喚信號后，便會上升到指定樓層。上升過程中，只執(zhí)行上行信號，向下信號無效，反之亦然！</p><p>　　2）電梯開始起動，通過變頻器驅動電機拖動轎箱運動。轎箱運動速度由低速轉變?yōu)橹兴僭俎D變?yōu)楦咚伲⒁愿咚龠\行至目標層。</p><p>　　3）當電梯檢測到目標層減速點后，

86、電梯進入減速狀態(tài)，由高速變?yōu)榈退伲⒁缘退龠\行至平層點停止。</p><p>　　4）平層后，經過一定延時開門，直至碰到開門到位行程開關；再經過一定延時后關門，直到安全觸板開關動作。</p><p><b>　　結 束 語</b></p><p>　　通過我們的努力，我們終于利用PLC設計出了一種信號集選控制的電梯模型。該系統(tǒng)控制采用隨機邏輯

87、控制，即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示。該系統(tǒng)的PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制，根據轎廂的實際位置以及交流調速系統(tǒng)的控

88、制算法來實現(xiàn)。我們?yōu)榱穗娞莸倪\行安全，還設置可靠的故障保護和相應的顯示。</p><p><b>　　致    謝</b></p><p>　　三年的大學生活已經快結束，在本專業(yè)的學習中使我掌握了不少專業(yè)知識，鍛煉了自己。畢業(yè)設計可以說是三年學習的總結和體現(xiàn)，在指導老師的指導和幫助下，我完成了這篇畢業(yè)設計。他熱心的幫助和循循善誘的指導深深

89、感動了我。這篇設計和三年中所有教育過我的老師也是分不開的，沒有他們的傳授的知識我也不可能完成這個的課題。我無論是在課程學習階段，還是在論文的選題，資料查詢和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到指導教師的悉心指導和幫助。我為我?guī)讉€月來靜心學習，并取得較好成績而感到欣慰，欣慰之余，我要感謝母校，向關心和支持我學習的所有老師和同學們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關心和支持！</p><p><b>　　參考文獻<